基于大体积混凝土施工中的裂缝控制措施探索与研究.doc

1、1基于大体积混凝土施工中的裂缝控制措施探索与研究摘要：当代建筑规模越来越大，对大体积混凝土施工技术的应用越来越普遍，在大体积混凝土施工中，由于水泥水化热等多种因素产生的混凝土结构裂缝将影响混凝土的耐久性能和力学性能。本文主要针对这一问题，从设计、原材料、施工、温控等方面进行分析，对大体积混凝土施工中应采取的预防措施进行了深入的探索研究，本文是个人的一些见解和观点，可与同行共同探讨。 关键词：大体积混凝土施工； 温度； 裂缝； 预防措施； 中图分类号： TV544+.91 文献标识码： A 文章编号： 前言 大体积混凝土施工是一个系统工程。 对大体积混凝土裂缝进行有效预防， 已成为工程界普遍关注

2、的课题。 由于大体积混凝土应用条件的多样性和混凝土体系自身的复杂性， 大体积混凝土的开裂问题还大量存在， 但只要严格按照规范规定， 选取适宜的施工工艺， 采取相应的预防措施， 就能有效地控制大体积混凝土结构的裂缝。 一、大体积混凝土裂缝原因分析 1、收缩裂缝。混凝土在逐渐散热和硬化过程中， 会导致其体积的收缩。如果混凝土的收缩受到外界的约束， 就会在混凝土内产生相应的收缩应力， 当收缩应力超过当时混凝土的极限抗拉强度时， 即在混凝土中产生收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用2量， 用水量和水泥用量越高， 混凝土收缩就越大。选用的水泥品种不同， 其干缩、收缩的量也不同， 一般中

3、低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。 2、温度裂缝。水泥在水化过程中要释放一定的热量， 而大体积混凝土结构断面较厚， 表面系数相对较小， 一般要求一次性整体浇筑。水泥因水化产生的热量聚集在内部不易散发， 混凝土内部温度将显著升高， 而其表面散热较快， 形成了较大温度差( 混凝土内部温度一般在浇筑 3 5 d 达到最高) ，使混凝土内部产生压应力， 表面相应产生拉应力。此时， 混凝土龄期短， 抗拉强度较低， 当温度产生的表面拉应力超过混凝土极限抗拉强度时， 则会在混凝土表面产生裂缝。 3、材料裂缝。亦称安定性裂缝， 表现为龟裂，主要是由于水泥安定性不合格或骨料中含泥量过多而引起。 二、大体积混凝土

4、裂缝控制措施分析 1、设计措施。一是大体积混凝土强度等级宜在 C20 C35 范围内选用。随着高层和超高层建筑物不断出现， 大体积混凝土的强度等级日趋增高。设计强度过高，水泥用量过大， 必然造成混凝土水化热过高。混凝土内外温差超过 30 以上， 温度应力容易超过混凝土的抗拉强度， 产生开裂。对于竖向受力结构可以用高强混凝土减小截面， 但是对于大体积混凝土底板则应在满足抗弯及抗冲切计算要求下， 采用 C20 C35 的混凝土， 避免设计上“强度越高越好”的错误概念。二是精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下， 尽可能降低混凝土的单位用水量， 采用三低( 低沙率、低塌落度、低水胶

5、比) 、两掺( 3掺高效减水剂和高性能引水剂) 、一高( 高粉煤灰掺量) 的设计原则， 生产出高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值的抗裂混凝土。.三是增配构造钢筋抑制裂缝。大体积混凝土基础除应满足承载力和构造要求外， 还应增配承受水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋，以构造钢筋来抑制裂缝。尽量采用小直径、小间距的配筋方式( 采用直径 8 10 mm 的钢筋和 100150 mm 的间距比较合理) 。混凝土截面的配筋率应在 0.3% 0.5% 之间。在易裂的边缘部位设置暗梁， 提高该部位的配筋率， 增加混凝土的极限抗拉强度。在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施， 避免结构突变产生应力集中

6、。四是改善约束条件。 在大体积混凝土基础与岩石、厚大的混凝土垫层之间设置滑动层( 如采用浇沥青或铺沥青油毡) ， 在垂直面、键槽部位设置缓冲层( 如铺设 30 50 mm 厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料) ， 以消除嵌固作用， 释放约束应力。五是合理设置后浇缝。在结构设计中可以采用后浇缝来抑制施工期间的较大温差及收缩应力。在正常施工条件下， 后浇缝间距为 20 30 m， 保留时间不小于 60 d。对于大型筏式、箱式基础不应设置永久变形缝( 沉降缝、温度伸缩缝)。 2、材料措施。一是水泥选择。由于混凝土的热量主要来自水泥水化热， 因而应优先选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥， 水泥用量不超过 380

7、 kg/ m3。二是骨料选择。 应选择线膨胀系数小的石灰岩骨料， 形状以碎石为佳， 粒径尽量大一些， 在 5 40 mm 左右， 级配良好。细骨料采用中、粗沙， 细度模数为 2.5 3.2。严格控制砂石的含泥量， 使之在 1% 以内， 并不得混有有机质等杂物。三是添加料及外加剂选择。4为了降低水化热，在保证混凝土强度的前提下， 国内当前主要选用优质粉煤灰为添加料， 掺量不少于 20%。根据测算， 每增减 10 kg 水泥， 其水化热将使混凝土的温度相应升降 1。混凝土中掺加粉煤灰后， 可以提高混凝土的和易性， 增强抗渗性、耐久性， 减少收缩， 提高混凝土的抗拉强度等.外加剂主要选用高效减水剂、

8、缓凝剂和膨胀剂， 用以改善混凝土工作性， 减少单位用水量和胶凝材料用量， 进而达到提高混凝土的抗裂性、防水性和整体强度的目的。 3、施工措施。一是确定混凝土的浇筑方案。混凝土的浇筑方案可根据结构平面布置、商品混凝土供应等具体情况， 选择以下 3 种方式: ( 1) 全面分层。在整个结构平面内全面分层浇筑混凝土， 并保证第一层浇完后继续浇筑第二层时， 第一层浇筑的混凝土还未初凝。如此逐层进行， 直至浇筑结束。该方案适用于结构平面尺寸不太大的情况。施工时沿短边开始， 沿长边进行， 必要时也可分两段， 从中间向两端或从两端向中间同时进行。( 2) 分段分层。适用于厚度不太大而面积和长度较大的结构。混

9、凝土从底层开始浇筑， 进行一段距离后回来浇筑第二层， 如此依次向前浇筑以上各层。( 3) 斜面分层。适用于长度超过厚度 3 倍的结构。振捣工作应从浇筑层的下端开始， 逐渐上移， 以保证混凝土的施工质量。分层的厚度取决于振捣器的棒长和振捣力大小以及混凝土供应量的大小， 一般厚度为 30 50 cm。二是降低混凝土的入模温度。浇筑大体积混凝土时应选择适宜的气温， 尽量避开特别炎热的天气， 必要时采取降温措施。例如用低温水或冰水搅拌混凝土， 喷冷水雾或冷水进行强冷， 对骨料进行覆盖或设置遮阳装置， 同时要在混凝土输送5管道上覆盖罩布或湿麻袋， 以避免阳光照射， 并注意每隔一定的时间洒水湿润， 使混凝

10、土的入模温度控制在 25 以下。 4、温控措施。一是及时保温。混凝土抹面完成后， 应立即采取保温措施。保温的好坏， 对大体积混凝土温度裂缝控制至关重要。二是加强温度测控。为了及时掌握混凝土内部与表面温度的变化值， 可在大体积混凝土基础内埋设若干个测温点。测点布置应本着经济、合理的原则，以尽可能少的测点反映结构各部位的温度信息。 三、结语 大体积混凝土内外温差较大时， 会使混凝土产生温度裂缝， 给工程结构埋下严重的质量隐患， 影响结构安全和正常使用。因此， 大体积混凝土施工需要从相应的设计、原材料、施工、温控等方面进行严格控制， 才能有效地预防裂缝的产生和发展， 保证工程质量。 参考文献: 1 袁国威。浅析混凝土施工中裂缝的成因及预防措施 J 。广东科技， 2008 2 梁博顺。大体积混凝土筏板基础施工技术探析 J 。中华建设， 2008